(57)【要約】【課題】空気循環のない室内もしくは対流のない水中でも、有機物に起因する臭気並びにバクテリア・黴などの細菌類を吸着し、太陽光の力を借りて効果的に分解を行うことができ、且つトリハロメタンのような有害物を発生することもない複合体を製造する。【解決手段】アナターゼ型酸化チタン粉：１〜４５重量部と、ハイドロキシアパタイト粉：５５〜９９重量部と、を混合して混合粉とし、前記混合粉に結合剤を加えて被覆材とし、前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆した複合体。また、アナターゼ型酸化チタン粉：１〜４５重量部と、ハイドロキシアパタイト粉：５５〜９９重量部と、炭素粉：１〜２５重量部と、を混合して混合粉とし、前記混合粉に結合剤を加えて被覆材とし、前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆した複合体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナターゼ型酸化チタン粉：１〜４５重量部と、
ハイドロキシアパタイト粉：５５〜９９重量部と、を混合して混合粉とし、
前記混合粉に結合剤を加えて被覆材とし、
前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆した複合体。
【請求項２】
アナターゼ型酸化チタン粉：１〜４５重量部と、
ハイドロキシアパタイト粉：５５〜９９重量部と、
炭素粉：１〜２５重量部と、を混合して混合粉とし、
前記混合粉に結合剤を加えて被覆材とし、
前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆した複合体。
【請求項３】
アナターゼ型酸化チタン粉：１〜４５重量部と、
アパタイトの前駆体：６６〜１１９重量部と、を混合、加熱処理して、
前記アパタイトの前駆体をハイドロキシアパタイトに変換させて混合粉とし、
前記混合粉に結合剤を加えて被覆材とし、
前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆した複合体。
【請求項４】
アナターゼ型酸化チタン前駆体：１．２〜５４重量部と、
アパタイトの前駆体：６６〜１１９重量部と、を混合、加熱処理して、
前記アナターゼ型酸化チタン前駆体をアナターゼ型酸化チタンに変換させ、
前記アパタイトの前駆体をハイドロキシアパタイトに変換させて混合粉とし、
前記混合粉に結合剤を加えて被覆材とし、
前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆した複合体。
【請求項５】
アナターゼ型酸化チタン前駆体：１．２〜５４重量部と、
アパタイトの前駆体：６６〜１１９重量部を混合し、
前記アナターゼ型酸化チタン前駆体をアナターゼ型酸化チタンに変換させ、
前記アパタイトの前駆体をハイドロキシアパタイトに変換させて、
さらに炭素粉１〜２５重量部を加えた混合粉とし、
前記混合粉に結合材を加えて被覆材とし、
前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆した複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒機能による汚染物質分解作用を有する複合体に関し、詳しくは、酸化チタン及びハイドロキシアパタイトなどを含有した被覆材を芯体表面に被覆した複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内の抗菌、脱臭、セルフクリーニングなど快適な生活を維持するために、例えば消臭剤噴霧法のフィトンチッドを用いて悪臭分子の固定を行う例（マスキング法）、プラズマによる分解脱臭、燃焼による分解あるいは光触媒による分解などがある。消臭剤噴霧は悪臭分子そのものを除去したわけではないし、プラズマ又は燃焼法による悪臭分子の分解は大きなエネルギーを必要とするなどの欠点を持っている。
また、飲料用原水の汚染も進み、浄水場に流れ込む農薬、バクテリアやその他の細菌・ウイルスなどの除去に曝気や塩素処理などで対応しているものの、塩素によるトリハロメタンの発生など、強烈な発ガン性物質の形成なども見られる。一方、上水だけでなく、下水、汚水、工業廃水、食品廃液、食品汚染等もその処理に莫大なエネルギーと費用が費やされている。
【０００３】
従来から、光触媒機能を用いて、日常の生活環境で生じる有害物質、悪臭物質や油分などを分解・浄化したり、殺菌したりする試みがあり、光触媒機能を有する粒子の適用範囲が拡大している。光触媒機能を有する粒子（光触媒機能粒子という）は、飛散や流出を防止したり処理系からの分離を容易にしたりするために、通常、光触媒機能粒子より大きな基体上に接着されて用いられている。例えば、特許文献１には、有機系のバインダーを用いて、光触媒機能粒子を担体粒子表面に接着する提案がされている。
【特許文献１】特開平７─６０１３２号公報
【０００４】
また、ガラスや金属表面に酸化チタン光触媒を薄膜コーティングし、大気中からの汚れを付着しにくくさせたり（特開平８−６６６３５号公報）、酸化チタンの粉末に不活性物質をコートした後、塗料にブレンドして塗装面を汚染されにくくしたり（特開１１−２２６４２２号公報）、あるいは人造植物の表面に、溶剤に分散させた酸化チタンを噴霧し、噴霧した人造植物で室内の悪臭やハウスダストを除去する等の方法がある（特開平９−２０９２０８号公報）。
【０００５】
一般に光触媒には、資源として豊富で安価な酸化チタンを用いることが多いが、用いられる性状は薄膜であるか粉末状態で用いられている。
しかしながら、酸化チタンには大気中あるいは水中のいずれであってもそれ自体が有機物を引き寄せる力はなく、酸化チタンに接した有機物だけを分解できるのみで、空気循環のない室内もしくは対流のない水中において、汚染物を積極的に除去する能力はなく、単に酸化チタン表面が汚染されにくいという効果でしかない。
入手できる酸化チタン自体は極めて細かな粉末であるため、大気中で用いた場合、風により飛散するし、水中でも分散しやすいため、水との分離が難しいという欠点を有しており、その取扱に難点があった。
【０００６】
一方、リン酸カルシウム（ハイドロキシアパタイト）は有機分子、ウイルス等に対する吸着性が高いことから吸着剤や脱臭剤として実用化がなされている。そこで、リン酸カルシウムと酸化チタンを複合化し、リン酸カルシウムの高い吸着性により有害物質（悪臭分子や大気汚染物質等）を吸着し、吸着した物質を酸化チタンの光触媒反応により分解する有害物質除去システムが開発されている。
例えば、
（１）特開平１１−１３０４１２号公報（特許文献２）は、リン酸カルシウム系複合材及び同材の製造方法として、リン酸カルシウム及びチタンをそれぞれ酸に溶解し、混合したものをアルカリ中に滴下し析出させて得られたリン酸カルシウム複合材が開示されている。
しかしながら、この特許文献１の製法では、リン酸カルシウム及びチタンをそれぞれ酸に溶解しその後混合しているため、光触媒機能を有しないチタン酸カルシウムの生成反応を完全には抑制できず、光触媒機能を有する酸化チタンと吸着機能を有するリン酸カルシウムのそれぞれの特性を完全に生かすことができない。
【０００７】
（２）特開平１０−２４４１６６号公報（特許文献３）には、酸化チタン粒子からなる基材等を擬似体液に浸漬して、この基材の表面に多孔質で有害物質を吸着し易くかつ光触媒として不活性なリン酸カルシウム膜を被覆することにより得られる、悪臭の除去や空気中の有害物質又は汚れの分解除去、廃水処理、水の殺菌などを行うための環境浄化材料が開示されている。
【特許文献２】特開平１１−１３０４１２号公報
【特許文献３】特開平１０−２４４１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この環境浄化材料の場合には、酸化チタンの膜又は粒子の表面を燐酸カルシウムでコートした構造を有するので、そのコーティングがいかに多孔質であるとはいえ、下地となる酸化チタンにおいて満足し得るほどに十分に高い光触媒機能を発現させることができない。すなわち、十分な量の光が酸化チタンにとどかないので、酸化チタンは不活性なままであり、かえって酸化分解効率の低下を招くおそれがある。また、酸化チタンの上の燐酸カルシウムコーティングに吸着した有機物等も、そのコーティングのもつ吸着力の強さから、酸化チタンのところまで移動することなくそのコーティングの表面に留まっている可能性が高いので、光触媒による酸化分解を被ることがない。そうなると、いずれは吸着平衡に達するので、燐酸カルシウムコーティングの有機物等に対する吸着力が著しく低下することとなる。
特許文献１に記載の提案は、バインダーが紫外線などによって分解され、光触媒機能粒子が担体上から欠落するなどの欠点があった。
本発明は、これら従来技術の持つ欠点を解決し、太陽光や紫外線の力を借りて大気中の有機系悪臭分子の分解または水中に含まれる有機系汚染物質を炭酸ガスと水等、無害な形に分解させ、塩素と結合したトリハロメタンのような有害物の発生を防止できる複合体を提供することを目的とする。
すなわち、本発明の目的は、光触媒機能を有する粒子を芯体上に、その光触媒機能を損なうことなく、強固に、かつ、長期間にわたって接着させた光触媒機能を有する複合体を提供することを目的とする。
さらに、本発明の別の目的は、空気循環のない室内もしくは対流のない水中でも有機物に起因する臭気並びにバクテリア・黴などの細菌類を引き寄せ、吸収並びに分解を行うことのできる複合体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の複合体は、アナターゼ型酸化チタン粉：１〜４５重量部と、ハイドロキシアパタイト粉：５５〜９９重量部と、を混合して混合粉とし、前記混合粉に結合剤を加えて被覆材とし、前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆したものであることを特徴とする。
請求項２に記載の複合体は、アナターゼ型酸化チタン粉：１〜４５重量部と、ハイドロキシアパタイト粉：５５〜９９重量部と、炭素粉：１〜２５重量部と、を混合して混合粉とし、前記混合粉に結合剤を加えて被覆材とし、前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆したものであることを特徴とする。
請求項３に記載の複合体は、アナターゼ型酸化チタン粉：１〜４５重量部と、アパタイトの前駆体：６６〜１１９重量部と、を混合、加熱処理して、前記アパタイトの前駆体をハイドロキシアパタイトに変換させて混合粉とし、前記混合粉に結合剤を加えて被覆材とし、前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆したものであることを特徴とする。
請求項４に記載の複合体は、アナターゼ型酸化チタン前駆体：１．２〜５４重量部と、アパタイトの前駆体：６６〜１１９重量部と、を混合、加熱処理して、前記アナターゼ型酸化チタン前駆体をアナターゼ型酸化チタンに変換させ、前記アパタイトの前駆体をハイドロキシアパタイトに変換させて混合粉とし、前記混合粉に結合剤を加えて被覆材とし、前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆したものであることを特徴とする。
請求項５に記載の複合体は、アナターゼ型酸化チタン前駆体：１．２〜５４重量部と、アパタイトの前駆体：６６〜１１９重量部を混合し、前記アナターゼ型酸化チタン前駆体をアナターゼ型酸化チタンに変換させ、前記アパタイトの前駆体をハイドロキシアパタイトに変換させて、さらに炭素粉１〜２５重量部を加えた混合粉とし、前記混合粉に結合材を加えて被覆材とし、前記被覆材を、石、タイルなどの芯体の表面に被覆したものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、空気循環のない室内もしくは対流のない水中でも、有機物に起因する臭気並びにバクテリア・黴などの細菌類を吸着し、太陽光の力を借りて効果的に分解を行うことができ（光触媒機能）、且つトリハロメタンのような有害物を発生することもない複合体を提供することが可能である。
【００１１】
また、本発明の複合体は、ハイドロキシアパタイト（リン酸カルシウム）成分により大気中並びに水中での有機物の吸着作用を行わせ、アナターゼ型酸化チタン成分により太陽光中の紫外線の作用で吸着された有機物を分解させることが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の複合体は、このものにその光触媒粒子のバンドギャップ以上のエネルギーを持つ波長の光を照射させることにより、その回りに存在する有害物質、悪臭物質、油分などを分解して浄化したり、殺菌したりすることができる。照射する光としては、紫外線を含有した光などが挙げられ、例えば、太陽光や蛍光灯、ブラックライト、ハロゲンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀灯などの光を用いることができる。特に、３００〜４００ｎｍの近紫外線を含有した光が好ましい。光の照射量や照射時間などは処理する物質の量などによって適宜設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の記載の複合体の主要な構成は、光触媒機能を有するアナターゼ型酸化チタン粉：１〜４５重量部と、ハイドロキシアパタイト粉：５５〜９９重量部と、を混合して混合粉とし、前記混合粉に結合剤を加えてスラリーとしたものを被覆材とし、この被覆材を、石、タイルなどの芯体表面に被覆層として形成したものである（請求項１）。
なお、本発明において、混合粉とは、酸化チタン粉、酸化チタンの前駆体、ハイドロキシアパタイト粉、アパタイトの前駆体、及び炭素粉を混合した粉末をいい、結合剤を加える前の状態のものをいう。
【００１４】
（アナターゼ型酸化チタン粉）
複合体に被覆された被覆材の主要成分である酸化チタンとしては、ルチル型とアナターゼ型が存在するが、本発明においてはアナターゼ型酸化チタンであることが好ましい。すなわち、酸化チタンの結晶構造には、正方晶系に属する高温型のルチル型、低温型のアナターゼ型があるが、塗料などの工業材料に使用されているのは、ルチル型の酸化チタンである。一方、光活性はアナターゼ型の方が高いことが知られており、光触媒機能を用いる本発明においては、アナターゼ型酸化チタンを用いる。
芯体表面に被覆層を形成するにあたって、前記アナターゼ型酸化チタンの混合粉中の配合割合は、１〜４５重量部であることが好ましい。さらに好ましくは、５〜２５重量部である。配合割合が１重量部未満であると光触媒機能が発現せず、４５重量部を超えると相対的にハイドロキシアパタイト粉の配合割合が低下するため、被覆層全体としての有機物吸着能力の低下、及び被覆層強度の低下を来すからである。
本発明において、光触媒機能とは、そのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ波長の光を照射すると光触媒機能を発現することを意味し、酸化チタンの他、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウムなどの公知の金属化合物半導体を、単一または二種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、高い光触媒機能を有し、化学的に安定であり、かつ、無害である酸化チタンを用いることが好ましい。
【００１５】
（ハイドロキシアパタイト（ＨＡｐ）粉）
芯体表面に被覆層を形成するにあたって、被覆材に混合する前記ハイドロキシアパタイト粉の配合割合は、５５〜９９重量部であることが好ましい。さらに好ましくは、７５〜９５重量部である。配合割合が５５重量部未満であると有機物吸着能力の低下、及び被覆層強度の低下を来し、配合割合が９９重量部を超えると相対的に前記アナターゼ型酸化チタン粉の配合割合が低下するため、被覆層全体としての光触媒機能が発現しないからである。
【００１６】
ハイドロキシアパタイト粉は多孔質であり、蛋白質やアミノ酸、細菌、ウィルス等の有機系物質を吸着する性質を持つ。そのため、自動車の車内や居間、台所、トイレ等の脱臭や、廃水処理、プールや貯水の浄水だけでなく、菌やかびの繁殖防止、食品の腐敗防止にも有効である。従って、使用するハイドロキシアパタイト粉は、Ｃａ１０(ＰＯ４)６(ＯＨ)２  で表され、（ＨＡｐ）とも表記される。
【００１７】
前記ハイドロキシアパタイト粉は、Ｃａ／Ｐ比が１．６６〜１．６７であることが特に好ましい。Ｃａ／Ｐ比を、１．６６〜１．６７とした理由は、この範囲のハイドロキシアパタイトは熱力学的に最も安定している。
【００１８】
（炭素粉）
本発明の被覆材は、アナターゼ型酸化チタン粉とハイドロキシアパタイト粉とを主成分として、芯体表面に被覆層を形成するにあたって、混合粉にさらに炭素粉を混合粉の１〜２５重量部の割合で混合することも好ましい。有機物の種類によってそれぞれ吸着能力に相違があるため、用いる環境によっては炭素粉が存在することが効果的である場合がある。
炭素粉を混合粉の１重量部以上の割合で混合することでその効果がみられるが、２５重量部を超えると、被覆層強度を著しく損なうため２５重量部以下とすることが好ましい。
なお、本発明で、炭素粉とは賦活された炭素粉をいう。
【００１９】
本発明に関する被覆材は、アナターゼ型酸化チタンとハイドロキシアパタイトとを主成分とするが、太陽光や紫外線ランプによる紫外線によって有機物分解作用を行わせる場合において、紫外線等が水中で充分な効果を発揮できる侵入深さはおよそ３０ｍｍ程度である。よって、本発明の複合体を水中で用いる場合には、複合体は水面近傍に存在していることが好ましい。このため、前記複合体への被覆率は、光の当たる面を確保するためには５０％以上とすることが好ましい。被覆率が、５０％未満であると光触媒機能を発現しにくくなる。
【００２０】
前記被覆材用原料粉中に顔料粉を混合することにより、複合体に色彩を付けることもできる。例えば、黒色は酸化銅、グレーは酸化コバルト、緑色は酸化ニッケル等各種のものがある。
【００２１】
（結合剤）
本発明において、前記混合粉に結合材を加えて被覆材とし、芯体の表面に被覆する。ここで、結合剤とは、例えば、水ガラス、コロイダルシリカ、ポリオルガノシロキサンなどのケイ素化合物、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウムなどのリン酸塩、重リン酸塩、セメント、石灰、セッコウ、ほうろう用フリット、グラスライニング用うわぐすり、プラスターなどの無機系結合剤、フッ素系ポリマー、シリコン系ポリマーなどの有機系結合剤などが挙げられる。これらの結合剤を単一または二種以上を組み合わせて用いることができる。特に、接着強度の観点からセメントなどの無機系結合剤、フッ素系ポリマー、シリコン系ポリマーが好ましい。
【００２２】
セメントとしては、例えば早強セメント、普通セメント、中庸熱セメント、耐硫酸塩セメント、ホワイト（白色）セメント、油井セメント、地熱井セメントなどのポルトランドセメント、フライアッシュセメント、高硫酸塩セメント、シリカセメント、高炉セメントなどの混合セメント、アルミナセメントなどを用いることができる。
プラスターとしては、例えばセッコウプラスター、石灰プラスター、ドロマイトプラスターなどを用いることができる。
【００２３】
フッ素系ポリマーとしては、例えばポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化三フッ化エチレン、ポリ四フッ化エチレン、ポリ四フッ化エチレン−六フッ化プロピレンコポリマー、エチレン−ポリ四フッ化エチレンコポリマー、エチレン−塩化三フッ化エチレンコポリマー、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマーなどの結晶性フッ素樹脂、パーフルオロシクロポリマー、ビニルエーテル−フルオロオレフィンコポリマー、ビニルエステル−フルオロオレフィンコポリマーなどの非晶質フッ素樹脂、各種のフッ素系ゴムなどを用いることができる。
特に、ビニルエーテル−フルオロオレフィンコポリマー、ビニルエステル−フルオロオレフィンコポリマーを主成分としたフッ素系ポリマーが分解・劣化が少なく、また、取扱が容易であるため好ましい。シリコン系ポリマーとしては、直鎖シリコン樹脂、アクリル変性シリコン樹脂、各種のシリコン系ゴムなどを用いることができる。
【００２４】
なかでも、本発明では、取扱易さからセメントを用いることが好ましい。混合粉に加える結合剤の配合割合は、その種類によって異なるが、結合剤がセメントの場合、前記混合粉５〜５０重量部に対し、セメントを２０重量部配合することが好ましい。混合粉が、５重量部未満であると、有機物吸着能力と有機物分解能力の作用効果が小さい。５０重量部を超えると、セメントなどの接着強度が極端に低下するためである。
【００２５】
本発明の複合体の被覆層を形成する基体である芯体としては、石、タイル、セラミックス、ガラスなどの無機材質の物品、プラスチック、ゴム、木、紙などの有機材質の物品、アルミニウムなどの金属、鋼などの合金などの金属材質の物品を用いることができる。芯体の大きさや形には特に制限されない。球、立方体、平板、棒、など、使用目的によって適宜選択される。
また、本発明の複合体の比重を調整して、水上、水中などでも用いることができるように、芯体中に混ぜ物することも可能である。例えば、発泡体スチロール、シラスバルーンやガラスバルーンなどの発泡体を芯体とすることができる。さらに、上記の芯体表面を塗装した芯体も用いることができる。
【００２６】
（加熱処理）
原料粉として前駆体を用いる場合は、水を分離するために加熱処理を行う。原料粉として、酸化チタンの前駆体（ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）や、アパタイト（本発明ではハイドロキシアパタイトということがある。）の前駆体Ｃａ１０(ＰＯ４)６・ｎＨ２Ｏ）を用いる場合は、水分を７５ｗｔ％以上含んでいるので、これらの原料粉を自然乾燥後、５５０℃以上８００℃以下の温度で、付着水ならびに結合水を除去して、酸化チタンの前駆体をアナターゼ型酸化チタンに、ハイドロキシアパタイトの前駆体（リン酸カルシウム）をハイドロキシアパタイトに変換させて、被覆材用の混合原料粉とすることが好ましい。
ここで、アナターゼ型酸化チタンの前駆体（ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）の製造方法としては、原料として、硫酸チタンを用い、加水分解、焼成して製造する。
また、ハイドロキシアパタイトの前駆体（Ｃａ１０(ＰＯ４)６・ｎＨ２Ｏ）の製造方法としては、水酸化カルシウム水溶液にリン酸水溶液をゆっくりと滴下しながら混合攪拌し、水素イオン指数が７〜８．５になるよう調整しながら、反応生成する。
水酸化カルシウム水溶液の濃度は、取扱の便宜を考えて、０．６ｍｏｌ／リットル以下とすることが望ましい。これ以上の濃度とすると、攪拌及び濾過に困難が伴う。なお、リン酸水溶液の濃度は、取扱の便宜を考えて、１／２程度に希釈することが望ましい。
反応生成物が生成後、１２時間以上静置させた後、水分を除去してハイドロキシアパタイトの前駆体（Ｃａ１０(ＰＯ４)６・ｎＨ２Ｏ）を生成する。ここで、本発明で用いる前駆体とは、水和物の状態を言う。なお、炭素粉を混合する場合は、予めアナターゼ型酸化チタンとハイドロキシアパタイトの混合粉としたものに炭素粉を加え、乳鉢などで充分に混合する。
【００２７】
アナターゼ型酸化チタンの前駆体（ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）を原料とする場合は、水分の分離で軽量化する分を見込んで配合割合をアナターゼ型酸化チタン粉末の場合よりも、２割程度多く配合する必要がある。アナターゼ型酸化チタン前駆体を原料とする場合の配合割合は、１．２〜５４重量部であることが好ましい。さらに好ましい配合割合は、６〜３０重量部である。前駆体の場合は、アナターゼ型酸化チタン粉末の場合よりも水和物の分だけ重量が増している。配合割合が１．２重量部未満であると光触媒機能が発現せず、５４重量部を超えると相対的にアパタイトの配合割合が低下するため、被覆層全体としての有機物吸着能力の低下、及び被覆層強度の低下を来すからである。
【００２８】
アパタイトの前駆体を原料とする場合は、水分の分離で軽量化する分を見込んで配合割合をハイドロキシアパタイト粉末の場合よりも多く配合する必要がある。アパタイトの前駆体を原料とする場合の配合割合は、６６〜１１９重量部であることが好ましい。さらに好ましい配合割合は、９０〜１１４重量部である。前駆体の場合は、ハイドロキシアパタイト粉末の場合よりも水和物の分だけ重量が増している。配合割合が６６重量部未満であると有機物吸着能力の低下、及び被覆層強度の低下を来し、配合割合が１１９重量部を超えると相対的にアナターゼ型酸化チタンの配合割合が低下するため、被覆層全体としての光触媒機能が発現しないからである。
【００２９】
炭素粉を含まない混合粉とした後に行う加熱処理の加熱温度は、５５０℃〜８００℃の範囲とすることが好ましい。その理由は酸化チタンは一般に加熱処理温度が５５０℃付近でアナターゼ相、６５０℃から１０００℃までの間ではアナターゼ相とルチル相の混相、１０００℃以上でルチル相がそれぞれ生成される。そのため、加熱温度が５５０℃未満の場合、時間をかけてもアナターゼ型酸化チタンの前駆体やハイドロキシアパタイトの前駆体からの結晶水の分離が生じず、一方、加熱温度が８００℃を超えた場合、酸化チタンの全てにルチル化を起こす可能性がある。このため、加熱処理温度を５５０℃〜８００℃の範囲とする。
また、加熱処理温度５５０℃〜８００℃の範囲で前駆体のリン酸カルシウムをハイドロキシアパタイトに変換させる。
さらに、加熱工程で過剰な付着水や結合水の除去を行うことにより、再度水に浸しても水和物の状態に戻ることのない状態とする効果もある。
【００３０】
（被覆）
芯体に被覆材を被覆するには、例えば、浸漬法、ディップコーティング法、スピナーコーティング法、ブレードコーティング法、ローラーコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、リバースロールコーティング法などの公知の方法で被覆したり、或いは、スプレーコーティング法などの公知の方法で吹き付けたりして、芯体の表面の少なくとも５０％以上に被覆することが好ましい。有機物の吸着・分解能力は出来るだけ被覆材が多いに越したことはないが、タイルのような形状の場合、片面だけ被覆されていれば効果は出せるので、５０％以上としている。
【００３１】
また、本発明において、被覆厚みは、特に限定するものではなく、使用目的に応じて適宜変更できる。さらに、厚みも均一ではなくともよい。芯体上に不均一に被覆された複合体であっても、本発明の効果に特に支障はない。したがって、複合体の形状としては、芯体表面全体に被覆層が形成されているもの、芯体表面の一部に被覆層が形成されているもの、芯体表面に被覆層の厚みが不均一で凹凸が形成されているもの、など、様々な形状のものが考えられる。
【００３２】
前記のようにして塗布或いは吹き付けた後、固化させて本発明の複合体を得る。固化は、乾燥したり、紫外線を照射したり、加熱したり、冷却したり、架橋剤を使用したりする方法で行なうことができる。以下、本発明について、実施例にて詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
アナターゼ型酸化チタン粉末：１５重量部と、ハイドロキシアパタイト粉：７５重量部とを混合して混合粉とし、得られた混合粉２５部重量部に対し、結合剤としてポルトランドセメント２５重量部を加えて、加水してスラリー状の被覆材となし、芯体となる直径１０ｍｍの石の表面に２ｍｍの厚さで被覆して複合体とした。
【実施例２】
【００３４】
アナターゼ型酸化チタン粉：２０重量部と、ハイドロキシアパタイト粉：８０重量部を混合したもの１０重量部と、を混合して混合粉とし、この混合粉に、結合剤としてアルミナセメント３０重量％を加えて、加水してスラリー状の被覆材となし、芯体である径５ｍｍの発泡スチロール表面に被覆して複合体とした。この複合体の表面に被覆したアルミナセメントが固化する前に、未固化のアルミナセメントを除去して、被覆層に金平糖のように多くの角状の突起が形成されるようにして固化させて複合体を完成させた。
【実施例３】
【００３５】
アナターゼ型酸化チタン粉：１５重量部と、アパタイトの前駆体（アパタイト水和物）：７５重量部とを混合し、大気中７００℃で３ｈｒ加熱処理して、アパタイトの前駆体をハイドロキシアパタイトに変換させて混合粉とし、得られた混合粉２５部重量部に対し、結合材としてポルトランドセメント２５重量部を加えて、加水してスラリー状の被覆材となし、芯体となるレンガの上に厚さ１ｍｍ前後に被覆して複合体とした。
【実施例４】
【００３６】
アナターゼ型酸化チタン前駆体：２０重量部と、アパタイト前駆体（アパタイト水和物）：７５重量部とを混合し、大気中７００℃で６ｈｒ加熱して、前記アナターゼ型酸化チタン前駆体をアナターゼ型酸化チタンに変換させ、アパタイトの前駆体をハイドロキシアパタイトに変換させて混合粉とし、この混合粉１０重量部に対しポルトランドセメント２５重量部を加えて、加水してスラリー状の被覆材となし、この被覆材中に、外径約１２ｍｍ、厚み約６ｍｍの小石を浸し、直ちに引き上げ厚さ２ｍｍ前後の被覆層が形成された複合体を得た。ただし、底面側には被覆体のない部分も出来た。
【実施例５】
【００３７】
アナターゼ型酸化チタン前駆体：２０重量部と、アパタイト前駆体（アパタイト水和物）：６０重量部を、大気中７００℃で６ｈｒ加熱して、前記アナターゼ型酸化チタン前駆体をアナターゼ型酸化チタンに変換させ、アパタイトの前駆体をハイドロキシアパタイトに変換させた混合粉とし、これに賦活処理した炭素粉：２０重量部を混合し、この混合粉４０重量部に対し耐酸セメント６０重量部を加えて、加水してスラリー状の被覆材となし、この被覆材を芯体であるシラスバルーン表面に被覆して複合体を得た。さらに、この被覆シラスバルーンの複合体を寄せ集め、直径６ｍｍ厚み６．８ｍｍのペレット状に型成型した。
【００３８】
（比較例１）
市販のゼオライト（新東北化学工業（株）製、天然ゼオライト、顆粒状）を試料とした。
【００３９】
（比較例２）
市販の活性炭（小林製薬（株）製、「キムコ」、顆粒状）を試料とした。
【００４０】
（評価方法）
水中での有機物付着と分解状況の評価は、パイロット社のブルーブラックインキ（ＲＦ−１２５−ＢＢ）を水で希釈し、濃度０．０４２ｗｔ％（インク原液を１００％とした場合）とした溶液１５０ｇ中に、本発明の実施例で作成した、表面積４ｃｍ３の試料を１個加えた。各試料とも評価開始から２４時間は暗箱内に保管した後、ガラス越しの晴天時の太陽光を３時間／日、照射し、その他は室内放置した。
太陽光の照射は実験日を中心としてその前後２０日間の内の快晴日を利用して実施した。結果を表１に示す。インキ濃度の変化は、光透過率が最初の光透過率の２倍になるのに要する太陽光暴露時間で表した。比較例１、２は、２６時間経過後も色調は退色しなかった。
評価は、インキ濃度が半減するまでの直射日光照射時間で表示した。照射時間が少ないほどインキ染料分解効率が高いことを示す。
上記結果より、本発明は比較例に比べて、格段に優れた有機物吸収と分解作用を有することが明らかであった。
【００４１】
【表１】
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*    冬至を中心として前後２０日間の太陽光で実施
**   新東北化学工業（株）社製  天然ゼオライト  顆粒状
***   小林製薬（株）製  キムコ  顆粒状
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の光触媒体は、結合剤を介して光触媒粒子を芯体上に接着させたものであって、
光触媒粒子をあらゆる芯体上に、その光触媒機能を損なうことなく、強固に、かつ、工業上簡易に接着することができる。
本発明の複合体は、光触媒機能を利用して有害物質、悪臭物質、油分、細菌、放線菌、菌類、藻類などを迅速、かつ、効率よく除去することができるので、工業用途ばかりでなく一般家庭用の脱臭体、殺菌体などとして極めて有用なものである。
本発明の複合体は、例えば、悪臭や煙草の煙、ＮＯｘ、ＳＯｘのような空気中に存在する有害物質の分解・除去、水中に溶解している有機溶剤や農薬のような有機化合物の分解・除去、廃水処理や浄水処理、汚れの防止等の環境浄化に有効である。
また、本発明の複合体は、自動車の車内や居間、台所、トイレ等の脱臭や、廃水処理、プールや貯水の浄水、菌やかびの繁殖防止、食品の腐敗防止等、幅広い用途に適用できる。
しかも、製造時に化学薬品等の有害な物質を使用せず、分解の結果トリハロメタン等の有害物質を発生することもなく安全である。
本発明の複合体は吸着機能と分解機能を併せ持つため、夜間等暗い場所では汚染物質を吸着し、昼間等紫外線照射時に汚染物質を分解させることができ、昼夜を問わず効果が期待できる。